每經編輯 杜宇

據復旦大學官方微信號3月4日消息，年初復旦CNS成果集中涌現之后，復旦AI for Science，即人工智能與科學研究的深度融合，再出重磅成果。

就在3月3日晚上8點，全球首批第4例、通過腦脊接口讓癱瘓者重新行走的臨床概念驗證手術在復旦大學附屬華山醫院成功實施。

讓癱瘓者再次站立和行走。這一跨越“不可能”的奇跡，源自復旦大學類腦智能科學與技術研究院加福民團隊全球首創的“三合一”腦脊接口技術——通過微創手術在腦與脊髓間搭建“神經橋”，僅需4小時同步植入電極，術后24小時，人工智能輔助下患者即可恢復腿部運動。

今年1月~2月，該團隊已聯合復旦大學附屬中山醫院（下文簡稱：中山醫院）成功完成全球首批3例臨床概念驗證手術，嚴重脊髓損傷患者在兩周內實現自主控腿、邁步行走，標志著脊髓損傷治療邁入“神經功能重建”新紀元。

癱瘓兩年后，34歲的小林（化名）在術后第14天，依靠自身運動意圖，行走超過5米。“放在以前，這事我想都不敢想。”曾被宣判“永遠站不起來”的小林說。2月27日，小林從老家廣東如期來到中山醫院第一次術后隨訪，康復進展比預期迅速。

“這幾位截癱患者治療效果符合甚至超出我們的預期，初步證明新一代腦脊接口方案的可行性。2家醫院、4例手術的完成，也證明腦脊接口技術可復制可推廣。這不僅是技術的勝利，更是癱瘓患者重獲新生的開始。”加福民表示，下一步將持續優化、迭代該技術，讓更多脊椎損傷患者重獲行走能力，造福全球上千萬患者及其家庭。

人的脊髓一旦損傷，大腦和脊髓神經元之間的聯系就會被動中斷，輕者造成機體的部分感覺喪失，重者半身不遂、四肢癱瘓，甚至全身癱瘓。神奇的是，術后第一天，3位受試者都可以躺在床上自主抬左右腿。

第二例受試者 圖片來源：復旦大學官微

第三例受試者 圖片來源：復旦大學官微

腦機接口，是在軀體與外部設備間創建連接通路，大腦神經元發電形成的腦電波會被接口識別，進而通過外部設備實現所謂的“意念”控制。這也是埃隆·馬斯克（Elon Musk）采取的技術路線。

這一思路默認患者肢體已“報廢”，只能接入外部設備，比如機械臂、遙控輪椅、鼠標。

加福民則選擇了另一條路——通過植入式腦脊接口技術，在大腦和脊髓間搭建一條“神經橋”，采集、解碼腦電信號，給特定神經根進行時空電刺激，讓癱瘓者再次掌控自己的肢體，而非依靠外部設備。

設想很美好，現實卻很骨感。放眼全球，經驗幾乎為零。

唯一先例，來自2023年瑞士洛桑聯邦理工學院團隊在Nature發表的論文。他們通過采集數據、電刺激、神經解碼等手段連接神經通路，讓患者自主控制癱瘓肌肉。

原理基本一致，但具體方法和效果迥異——

瑞士方案要在患者雙側開顱，植入兩塊芯片，創面達到兩個掌心大小，極易導致感染。此外，腦部和脊髓的手術，間隔長達2年。

而加福民團隊采取微創手術，通過2個直徑1毫米左右的電極芯片植入到運動腦區，腦部、脊髓的手術可以在4小時左右一次完成，手術效率較前者顯著提高。

這是因為加福民團隊采取了“三合一”的方法，將多臺設備集合為一臺腦部植入式微型設備，不僅大大降低手術創傷，也有助于提高腦電信號采集穩定性和效率，具有“高精準、高通量、高集成、低延時”的特點。

目前可用于植入人體的成熟電極通道數比較少，信息量受限的情況下，如何實現對人體運動解碼的實時性、準確性，是團隊面臨的最大挑戰。

解決辦法，就是設計一套運算速度快、運算能力準確、算力需求低的輕量級AI算法模型。

加福民與團隊學生討論算法優化相關問題 （圖片來源：復旦大學官方微信號）

“如果患者想抬腿，但算法沒有解碼出來，或者只是晚了幾秒，患者可能就會摔跤。”加福民說，團隊花了將近3年時間，才在算法層面實現了對大腦運動意圖實時解碼的突破。

此外，每個人的脊髓生理結構都不一樣，且人體運動非常復雜，站著抬腿和坐著抬腿的腦電信號都會有所差異。如何精準刺激脊髓特定神經根，是另一個難題。

為此，加福民團隊搭建了電刺激參數-神經激活-肌肉骨骼運動仿真計算平臺，根據仿真人受到電刺激后的仿真計算結果在電腦上調整參數，排除掉大多數無效刺激參數，效率大大提升。

“這也是為什么患者在手術當天就能實現抬腿，如果沒有仿真計算得到的刺激參數，一個月可能也難以達到這種效果。”加福民說。

更令人興奮的是，團隊還在受試者身上發現了腦脊接口對神經重塑的作用。

在瑞士團隊的研究中，腦脊接口植入手術后6個月左右出現神經重塑效果，即患者在沒有外部刺激的情況下也能自主控制癱瘓肌肉。而小林在術后不到2周，就表現出了神經重塑效果。加福民團隊將進一步觀察，以了解其背后機制。

一個更為大膽的假設也隨之浮現——腦脊接口技術可能只是手段，而非目標。

“如果通過植入腦脊接口，加上三五年的康復訓練，患者的神經重新連接、得到重塑，最終我們可能會為患者擺脫設備，而不是終身依賴它。”

加福民認為，“舍筏登岸，這才是最好的腦脊接口技術。”

下一步，加福民團隊計劃繼續聯合中山醫院、華山醫院等臨床單位，開展更多腦脊接口臨床概念驗證工作，積累更多真實數據，進一步迭代算法。

同時，團隊將完善“三合一”顱骨植入式腦脊接口微型設備，完成第三方產品型式檢驗，做好產品注冊臨床試驗準備。

在此基礎上，他們還將研發針對脊髓損傷患者的系列神經調控新方法、新技術，如針對輕癥患者開發穿戴式神經調控裝備、多模態運動監測系統等。

圖片來源：視覺中國

據中國網財經，202410月14日，工業和信息化部副部長王江平在國新辦新聞發布會上表示，要出臺推動未來產業創新發展的實施意見，大力發展人形機器人、腦機接口、6G等新領域新賽道；今年7月，工信部還提出了腦機接口標準化技術委員會的籌建方案，將開展腦機接口在醫療等應用領域的技術標準和測試規范的制修訂工作。

2024年10月8日，國家藥監局發布通知，批準《采用腦機接口技術的醫療器械 術語及定義》和《采用腦機接口技術的醫療器械 具備閉環功能的植入式神經刺激器感知與響應性能測試方法》兩項醫療器械行業標準制修訂項目立項。

目前全球有近40個國家和地區開展腦機接口技術創新，相關科研項目的投入和產出持續增長。當下全球關注度最高的兩家腦機接口企業是Neuralink和Synchron，兩家企業均在積極推動侵入式腦機接口大規模臨床試驗。今年1月，埃隆•馬斯克在社交平臺上發布消息稱，旗下公司Neuralink成功進行了首例腦機接口人體植入手術，植入者恢復狀況良好。

中國工程院院士顧曉松此前介紹，中國是開展腦機接口科研項目最多的國家之一，科研產出規模大且增速快，中國企業發明專利申請占比超過全球一半。

每日經濟新聞綜合復旦大學官方微信號、中國網財經

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